带电粒子在电场中的运动高中物理版人教版选修

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1、第一章《静电场》第九节《带电粒子在电场中的运动》教学目标知识与能力：1．了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力，带电粒子做匀变速运动。2．重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。3．知道示波管的主要构造和工作原理。4．渗透物理学方法的教育：运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不计粒子重力。5．培养综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。教学重点:带电粒子在电场中的加速和偏转规律教学难点:带电粒子在电场中的偏转问题及应用。1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保

2、持静止状态或匀速直线运动状态。例：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?+++++++-------Eqmg分析：带电粒子处于静止状态，∑F＝0，Eq=mg，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。⑵．若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。(变速直线运动)◎打入正电荷(如图),将做匀加速直线运动。设电荷所带的电量为q,板间场

3、强为E,电势差为U,板距为d,电荷到达另一极板的速度为v,则：电场力所做的功为W=EqL=Uq粒子到达另一极板的动能为Ek=mv2/2由动能定理有Uq=mv2/2(或EqL=mv2/2对恒力)◎若初速为v0，则上列各式又应怎么样？◎若打入的是负电荷(初速为v0),将做匀减速直线运动,其运动情况可能如何,请同学们讨论。++++++llllllvo1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。⑵．若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。(变

4、速直线运动)关于重力是否考虑的问题1、题目明确了重力不计或不能忽略重力的情况2、题目未明确的情况下:a)基本粒子(如电子、质子、离子等)重力一般忽略.b)带电颗粒(如液滴、尘埃、小球等)重力一般不能忽略.讨论:例题1：如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电。现有质量为m，带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度V0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应为多少？hABV0H解：将动能定理用于运动全过程，由W=△Ek得-mg(H+h)-qUAB=0-mV2012整理可得UAB=m〔V2-2g(H+h)〕2q例1、下

5、列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，哪种粒子速度最大（）A、质子B、氘核C、氦核D、钠离子A哪种粒子动能最大（）CBCD练习２：如图从F处释放一个无初速度电子向B板方向运动,指出下列对电子运动描述中,正确的是(设电源电动势均为U)()FADCBA.电子到达B板时的动能是UeB.电子从B板到达C板时动能的变化量为零C.电子到达D板时动能为UeＤ.电子在Ａ板与Ｄ板间作往返运动ＡＢＤ2．带电粒子在电场中的偏转（不计重力，且初速度vo⊥E，则带电粒子将在电场中做类平抛运动）物体在只受重力的作用下，被水平抛出，在水平方向上不受力，将做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，

6、做初速度为零的自由落体运动。物体的实际运动为这两种运动的合运动。【思考与讨论】若带电粒子在电场中所受合力∑F≠0，且与初速度方向有夹角(不等于0°，180°)，则带电粒子将做什么运动？曲线运动详细分析讲解例题2。vovv┴θd++++++------2、带电粒子在电场中的偏转lv0d-qφvv0v⊥φyl/2解：粒子vo在电场中做类平抛运动沿电场方向匀速运动所以有：L=vot①电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为：y=at2/2②粒子在垂直于电场方向的加速度：a=F/m=eE/m=eU/md③由①②③得：④代入数据得：y=0.36m即电子射出时沿垂直于板面方向偏离

7、0.36m电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为vo，而垂直于电场方向的速度：⑤故电子离开电场时的偏转θ角为：⑥代入数据得：θ=6.8°【讨论】例1、带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场，要使它离开偏转电场时偏转角增大，可采用的办法有：（）A、增加带电粒子的电量B、降低加速电压；C、提高偏转电压；D、减小两平行板间的距离。BCDACD练习一：质子和α粒子由静止经相同加速电场加速后，又垂直进入同一匀强电场，出电场时，它们横向位移量之比和在偏转电场中经过时间之比分别为（）A.2:1和：1B.1：1和1：C.1：